聚集誘導發光分子聚集態結構的精確調控及其發光特性

《聚集誘導發光分子聚集態結構的精確調控及其發光特性》是依託中山大學，由梁國棟擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：聚集誘導發光分子聚集態結構的精確調控及其發光特性
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：梁國棟
• 依託單位：中山大學

中文摘要

為克服傳統化學方法難以有效調控聚集誘導發光分子聚集態結構的缺陷，本項目設計了一種最佳化發光分子聚集態結構的新途徑，即利用聚合物的結晶來調控發光分子的聚集。首先合成發光分子改性的結晶性聚合物，誘導聚合物主鏈結晶形成片晶，發光分子在聚合物結晶過程中被排除出片晶，由於通過共價鍵和聚合物鏈連線，發光分子在聚合物結晶過程中被規整地接枝在片晶表面，改變聚合物中發光分子含量調控其在聚合物片晶表面的接枝密度。所設計方法具有如下優點：①通過物理方法實現了發光分子聚集態結構的調控，可確定聚集態結構對發光特性的影響規律；此外，該方法也適用於無定形發光分子，這是傳統化學方法無法比擬的；②可連續調控發光分子間距和發光分子層厚度，實現發光分子聚集態結構的精確調控；③發光分子被暴露在聚合物片晶表面，這為製備高靈敏易爆物檢測器提供了良好平台。本項目有助於深入理解聚集誘導發光機理，有利於實現有機發光材料的高性能化。

結題摘要

螢光材料的性能在很大程度上取決於螢光基團在材料中的空間分布，然而在納米尺度上調控功能基團的分布仍面臨諸多挑戰。我們開發了一種結晶輔助製備結構可控的聚合物納米材料的新方法，首先採用開環聚合和後功能化方法合成了四苯乙烯（TPE）改性的結晶性聚合物，誘導聚合物結晶，在聚合物結晶過程中，TPE螢光分子被排除出聚合物片晶，由於和聚合物鏈通過共價鍵相連，TPE分子被排列在聚合物片晶表面。由於TPE分子暴露在表面，納米材料對易爆物和水污染物表現出靈敏的回響特性，檢出限遠低於文獻報導的同類材料。此外，此類結晶性螢光聚合物的螢光強度表現出顯著的溫度依賴性。有趣的是，螢光強度在升溫和降溫掃描過程中出現了明顯的滯後效應，這賦予聚合物材料熱刺激記錄功能，可實現off-on 和on-off雙向記錄功能，聚合物薄膜上記錄的文字可重複擦寫。此外，可通過檢測螢光強度跟蹤聚合物的熱歷史。此類聚合物材料具有合成簡便、高的回響靈敏度、顯著的溫敏回響特性、優異的柔性和生物兼容性，有望套用於生物探針、記憶材料及智慧型器件等領域，研究成果在ACS Macro Lett., Macromolecules, ACS Sensors, J. Mater. Chem. A, Carbon, Chem. Comm., Polym. Chem., Langmuir, J. Phys. Chem. B等期刊發表SCI論文15篇，中國發明專利授權2項，撰寫英文專著章節1部。